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Modelos de Funcionamento dos Ecossistemas Aquáticos Modelo Teia Alimentar Microbiana (actual)
(adaptado de Sherr & Sherr, 2000)
→ fonte biomassa → mediador central do fluxo, retenção e exportação (→ & ↓) de compostos orgânicos e inorgânicos
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Efeito dos vírus na dinâmica de Ecossistemas Aquáticos
(Fuhrman, 1992)
regulação bottom-up e top-down
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Produção de consumidores: importância do número de níveis tróficos e da eficiência de crescimento
(Kaiser et al., 2005)
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Fluxos e eficiência de transferência de energia entre produtores primários e consumidores: a importância da composição do fitoplâncton
(Cloern, 2005)
eficiência de produção de consumidores (Percurso A: 10% PP; Percurso E: 0,02% PP)
teias alimentares de exportação e de retenção
“How phytoplankton die largely determines how marine organisms live”
(Kirchman, 2000)
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Teias alimentares de retenção e exportação
(Legendre & Le Fèvre, 1995)
beneficiários bomba biológica de C alterações climáticas globais
efeito temperatura, profundidade, oxigénio e distribuição global do
sistema (nerítico versus oceânico)
“Do physical factors feed the fish?”
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Herbivoria ...?
(Kaiser et al., 2005)
→ importância da dimensão do produtor primário → importância global dos protistas fagotróficos (ca. 50% Produção Fitopl./dia) → importância da via detrítica no caso de macrófitas (macroalgas + angiospérmicas)
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Importância dos percursos tróficos detrítico e de predação (detrital and grazing pathways) no funcionamento das teias alimentares em ecossistemas aquáticos
(Kaiser et al., 2005).
DETRITOS: DOM + POM As bactérias heterotróficas são os principais consumidores de matéria orgânica da bioesfera. DOM (osmotrofia) e POC (osmotrofia após acção de exo-enzimas)
Food Web
Food Chain
A L Ó C T O N E
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Regulação da produção bacteriana (HBact)
(Cole et al., 1988)
(Strom, 2000)
Temperatura & Lise viral
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Ciclo sazonal em sistemas aquáticos de clima temperado (1)
(Valiela, 1995)
importância ciclo estratificação-mistura convectiva factores limitantes do crescimento vias de mortalidade (fisiológica, agregação, sedimentação, predação P+M,
lise viral) predação dinoflagelados hetero- e mixotróficos e blooms efeito afloramento costeiro e eventos tempestades
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Fluxos de carbono particulado vivo (biomassa) e de carbono detrítico (DOC e POC) nas quatro fases do ciclo sazonal em sistemas aquáticos de clima temperado:
(adaptado Kaiser et al., 2005)
Dinoflagelados
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Dinâmica sazonal das comunidades planctónicas em sistemas aquáticos de clima temperado: metabolismo global
(Kaiser et al., 2005)
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Dinâmica sazonal de comunidades de macrófitas em sistemas aquáticos de clima temperado (1)
(Valiela, 1995)
importância ciclo estratificação-mistura convectiva factores limitantes do crescimento: luz e nutrientes importância reservas de nutrientes impacte da predação geralmente reduzido
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Dinâmica das populações de kelps
(Kaiser et al., 2005)
→ importância da actividade humana (pesca) → cascata trófica trófica (trophic cascade): : kelp → ouriço → lontra marinha→ orca (Estes et al., 1998. Killer whale predation on sea otters linking oceanic and nearshore ecosystems, Science, 282: 473-476).
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Dinâmica sazonal de comunidades de macrófitas em sistemas aquáticos de clima temperado (2)
(Valiela, 1995)
factores limitaantes: temperatura, luz e nutrientes importância Eh sedimento actividade bactérias redutoras de sulfato (↑H2S) e inibição uptake NH4
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Fluxos de carbono em sistemas dominados por macrófitas (1)
(Alongi, 1998)
importância características geomorfológicas e hidrodinâmicas (regime
maré, tempo de retenção) na definição do local de acumulação dos detritos de macrófitas
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Fluxos de carbono em sistemas dominados por macrófitas (2)
(Alongi, 1998)
importância da via detrítica no processsamento da produção primária de macrófitas (decomposição média ca. 50-60% NPP)
importância bactérias heterotróficas planctónicas e bentónicas + fungos consumo de DOC e POC actividade microbiana e enriquecimento nutricional da fracção detrítica (POC)
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Produção bacteriana no sedimento
(Alongi, 1998)
se Produção Bacteriana superior Produção Primária ⇒ fontes alóctones de matéria orgânica (ver Ria Formosa versus zona costeira adjacente) importância da disponibilidade oxigénio
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Conectividade entre sistemas aquáticos aeróbios e anaeróbios
(Lalli & Parsons, 1997)
Bactérias sedimento óxico: aerobic link Bactérias sedimento anóxico: anaerobic sink
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Exportação da produção de macrófitas: Outwelling ?
(Alongi, 1998)
Efeito do local de produção da macrófita (supra vs. sub-tidal) Efeito de comunidades de bivalves filtradores (ver Ria Formosa) Efeito de variáveis hidrológicas (exs.: tempestades, pluviosidade, caudal rio) Efeito de variáveis hidrodinâmicas (ex.: amplitude de maré, tempo residência) Intercâmbio de materiais (DOM, POM, DIM; ver Ria Formosa) e interconectividade entre ecossistemas aquáticos
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Funcionamento de ecossistemas aquáticos profundos (1)
(Lalli & Parsons, 1997)
(Valiela, 1995)
Acoplamento bento-pelágico: efeito profundidade (= tempo), actividade microbiana Sedimentação, agregação, solubilização, adsorção, respi-ração, metabolização de POC (actividade exo-enzimática) e DOC, egestão, excreção, predação Importância produção fitoplanctónica
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Funcionamento de ecossistemas aquáticos profundos (2)
(Valiela, 1995)
Acoplamento bento-pelágico e efeito profundidade (=tempo) Acumulação depende da produção primária, actividade microbiana heterotrófica, taxa de sedimentação, profundidade do local, condições oxi-reduçaõ do sedimento (sedimentos oceânicos versus sedimentos sapais)
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Funcionamento de ecossistemas aquáticos profundos: importância de produtores primários quimiotróficos
(van Dover et al., 2003)
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Distribuição global da biomassa de zooplâncton
Distribuição global da biomassa bentónica
Fonte: http://www.tulane.edu/~bianchi
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Actividade global das comunidades em ecossistemas aquáticos 1 - Comunidades planctónicas
(Hopkinson & Smith, 2005)
2 - Comunidades bentónicas
(Hopkinson & Smith, 2005)
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Distribuição global da respiração em ecossistemas aquáticos
(del Giorgio & Williams, 2005)
(Robinson & Williams, 2005)
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Metabolismo global dos ecossistemas aquáticos (1)
NCP - Produção líquida da comunidade (Net community production)
Produção Primária Bruta - Respiração Comunidade NCP>0: sistema aquático autotrófico líquido (net autotrophic); fonte de matéria orgânica c/ potencial exportação ou armazenamento; sumidouro de CO2 * (CO2 sink); NCP<0: sistema aquático heterotrófico líquido (net heterotrophic); funcionamento dependente de fontes de carbono orgânico alóctone ou desacoplamento temporal NCP; fonte de CO2 (CO2 source)
implicações regulação CO2 atmosférico e alterações climáticas
(Alongi, 1998)
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Metabolismo global dos ecossistemas aquáticos (2)
(Robinson & Williams, 2005)
Ambiente oceânico heterotrófico? (Duarte & Agusti, 1998; Duarte et al., 1999; del Giorgio & Duarte, 2002; del Giorgo & Williams, 2005)
Fonte de matéria orgânica ?